電荷逆転質量分析法による中性反応中間体の解離

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13640515
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 早川 滋雄 大阪府立大学, 総合科学部, 助教授 (00156423)
• キーワード: 電荷逆転質量分析法 / 電子移動衝突 / アルカリ金属ターゲット / 中性種の解離 / ラジカル / 反応中間体

研究概要

平成13年度に本申請の科学研究費補助金により、申請者が開発した電荷逆転質量分析法の研究を行うことができる日本原子力研究所に設置されているMS/MSガスクロ質量分析計を大阪府立大学に移設し、質量分析計としての必要な性能を有していることを確認した。次に、アルカリ金属を導入できる衝突室を取り付け、Rbターゲットを用いて電荷逆転質量分析法の実験に成功した。
平成14年度は、反応機構を明確にするため、部分重水素化アルデヒドを用いた種々なターゲットでの電荷逆転質量分析法の実験を行った。この実験により、メチル基からの水素原子脱離がアルデヒド基からの脱離に優先すること、同位体効果により水素原子の脱離が重水素の脱離より優先することが明らかになった。また、反応中間体であるC_3H_3についての情報を得るため、アレン、プロピン、3ブロモプロピン、シクロプロパンから生成するC_3H_3^+用いた電荷逆転質量分析スペクトルを測走した、スペクトルの強度比と運動エネルギー放出の値から、シクロプロパンからは最も安定な環状のC_3H_3+イオンが生成するが、アレン、プロピン、3ブロモプロピン、からは直線構造のC_3H_3^+イオンが生成し、しかも2種類の構造がありえることも明確にした。
平成15年度は、電子イオン化以外のイオン化法、例えば化学イオン化法、Liquid-SIMSイオン化法を用いてプロトン付加分子イオンの電荷逆転質量分析法の実験を行った。クロロフェノールのプロトン付加位置が水酸基では無くベンゼン環であることを明確にした。また、この年度の科学研究費補助金によりScotland, Edinburghで開催された16^<th> International Mass Spectrometry Conferenceで発表を行った。VinylideneとAcetyleneの解離機構の相違をPhys.Chem.Chem.Phys.に掲載した。また、電荷逆転質量分析法のReviewをいらいされ、Journal of Mass SpectrometryのSpecial Feature : Perspectiveに発表した。

研究成果

• [文献書誌] Shigeo Hayakawa: "Charge inversion mass spectrometry : dissociation of resonantly neutralized molecules."Journal of Mass Spectrometry. 39. 111-135 (2004)
• [文献書誌] S.Hayakawa, K.Tomozawa, T.Takeuchi, K.Arakawa, N.Morishita: "Evidence for a difference in the dissociation mechanism of acetylene (HCCH) and vinylidene (H_2C=C:) from charge inversion mass spectrometry."Physical Chemistry Chemical Physics.. 5. 2386-2390 (2003)
• [文献書誌] Shigeo Hayakawa: "Internal energy distribution in charge inversion mass spectrometry using alkali metal targets."International Journal of Mass Spectrometry. 212. 229-247 (2001)
• [文献書誌] S.Hayakawa, K.Taguchi, R.Kotani, K.Arakawa, N.Morisllita: "Discrimination of isomers of dichlorobenzene using charge inversion mass spectrometry."Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan. 49. 219-223 (2001)
• [文献書誌] 早川滋雄, 森政義, 渡邊信明, 藤井敬三, 荒川和夫, 森下憲雄: "電荷逆転質量分析法におけるピーク形状と運動エネルギー放出。"Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan. 49. 144-149 (2001)